四十八、【Linux系统shell脚本】编写及执行脚本 、 Shell变量 、 数值运算

一、Shell 脚本基础

流程图

1. 创建并执行第一个脚本

# 创建脚本文件
[root@localhost ~]# vi hello.sh
#!/bin/bash
echo "Hello, World!"  # 输出文本

# 赋予执行权限
[root@localhost ~]# chmod +x hello.sh

# 执行脚本
[root@localhost ~]# ./hello.sh
Hello, World!

执行方式	命令示例	权限要求	作用域差异
直接执行	./script.sh	需x权限	子shell环境
解释器调用	bash script.sh	无需x权限	子shell环境
源执行	source script.sh	无需x权限	当前shell环境
后台执行	nohup script.sh &	需x权限	脱离终端运行

2. 脚本调试模式

# 显示执行过程（-x）
[root@localhost ~]# bash -x hello.sh
+ echo 'Hello, World!'
Hello, World!

# 检查语法错误（-n）
[root@localhost ~]# bash -n hello.sh  # 无输出表示语法正确

调试方法	命令示例	功能描述	适用场景
逐行跟踪	bash -x script.sh	显示每行执行结果	逻辑错误排查
语法检查	bash -n script.sh	验证语法正确性	预防性检查
局部调试	set -x 和 set +x	代码块级调试	精确调试
错误退出	set -e	遇错立即终止	防止错误扩散
详细输出	set -v	打印原始命令	命令解析检查

二、Shell 变量操作

1. 变量定义与使用

# 定义普通变量
[root@localhost ~]# name="Linux Admin"
[root@localhost ~]# echo "User: $name"
User: Linux Admin

# 定义只读变量
[root@localhost ~]# readonly version="1.0"
[root@localhost ~]# version="2.0"  # 报错：只读变量不可修改
bash: version: readonly variable

2. 环境变量管理

# 设置环境变量（当前会话有效）
[root@localhost ~]# export PATH=$PATH:/opt/bin

# 永久生效（写入配置文件）
[root@localhost ~]# echo 'export JAVA_HOME=/usr/java' >> ~/.bashrc
[root@localhost ~]# source ~/.bashrc  # 立即生效

3. 特殊变量示例

• 特殊变量详解表

变量	含义	示例输出	典型应用
$0	脚本名称	./test.sh	日志记录
$#	参数个数	3	参数校验
$@	所有参数	"a" "b" "c"	循环处理
$*	参数字符串	"a b c"	整体传递
$?	上条命令退出码	0	错误处理
$$	当前进程PID	12345	临时文件命名
$!	后台进程PID	67890	进程管理

• 演示命令

# 创建测试脚本 args.sh
[root@localhost ~]# vi args.sh
#!/bin/bash
echo "脚本名: $0"
echo "第一个参数: $1"
echo "参数总数: $#"
echo "所有参数: $@"

# 带参数执行
[root@localhost ~]# ./args.sh apple banana
脚本名: ./args.sh
第一个参数: apple
参数总数: 2
所有参数: apple banana

三、数值运算

运算方法对比

运算方式	语法示例	优点	缺点	适用场景
$(( ))	result=$((a+b))	简洁高效	仅整数	基础计算
let	let "result=a*b"	支持复杂表达式	需要引号	复合计算
expr	result=$(expr $a + $b)	兼容性好	效率低	老系统兼容
$[ ]	result=$[a % b]	简洁	已弃用	不推荐

运算优先级对比

优先级	运算符	描述	示例
1	**	幂运算	3**2=9
2	* / %	乘除取模	9/2=4
3	+ -	加减	5+3=8
4	<< >>	位移	8>>1=4
5	< <= > >=	比较	5>3=1
6	== !=	相等判断	5==5=1
7	&&	逻辑与	1&&0=0
8	`		`

1. 整数运算

# 使用 $(( ))
[root@localhost ~]# num1=15
[root@localhost ~]# num2=3
[root@localhost ~]# echo "加法: $((num1 + num2))"   # 18
[root@localhost ~]# echo "取模: $((num1 % num2))"   # 0

# 使用 let 命令
[root@localhost ~]# let "result = num1 ** num2"  # 15的3次方
[root@localhost ~]# echo $result                # 3375

2. 浮点数运算

# 使用 bc 计算器
[root@localhost ~]# echo "scale=2; 10/3" | bc   # 3.33
[root@localhost ~]# area=$(echo "scale=4; 3.14159 * 5^2" | bc)
[root@localhost ~]# echo "圆面积: $area"         # 78.53975

3. 自增运算

# 循环自增
[root@localhost ~]# count=0
[root@localhost ~]# for i in {1..5}; do
>   let count++
>   echo "计数: $count"
> done
计数: 1
计数: 2
计数: 3
计数: 4
计数: 5

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命令总结表格

演示命令	功能描述	关键选项/语法
chmod +x script.sh	添加执行权限	+x 赋予可执行权限
bash -x script.sh	调试模式执行	-x 显示执行过程
var="value"	定义变量	等号两侧无空格
echo ${var}	输出变量	{} 明确变量边界
export PATH=$PATH:/new	设置环境变量	export 全局生效
$((a + b))	整数运算	支持 + - * / % **
let "c=a*b"	数学表达式	可省略 $ 符号
`echo “1.2+3.4”	bc`	浮点数运算
$0 $1 $# $@	脚本参数变量	$0脚本名, $1首参数

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功能作用详解

1. Shell 脚本基础

#!/bin/bash          # Shebang 声明解释器
# 注释：描述脚本功能
echo "Start..."      # 输出命令

• 执行方式：

  • ./script.sh：需可执行权限（chmod +x）
  • bash script.sh：直接指定解释器执行

• 调试技巧：

  set -x    # 开启调试
  set +x    # 关闭调试
  

2. 变量管理

变量类型	定义方式	作用域	生命周期
局部变量	var=value	当前 Shell 进程	进程结束销毁
环境变量	export var=value	所有子进程	重启终端销毁
只读变量	readonly var=value	当前 Shell 进程	不可修改
位置参数	$1 $2 ...	脚本内部	脚本执行期间
特殊变量	$0 $# $? $$	全局	动态更新

• 变量操作：

  ${var}        # 基础引用
  ${var:-default} # 空值时用默认值
  ${#var}       # 获取字符串长度
  ${var:2:4}    # 截取子串（从2开始取4字符）
  

3. 数值运算

# 整数运算（推荐）
result=$((a + b * 2))

# 浮点数运算（bc 命令）
area=$(echo "scale=2; 3.14 * r * r" | bc)

# 自增/自减
let "counter++"     # 等同于 ((counter++))

• 运算符优先级：

  1. **（幂运算）
  2. * / %
  3. + -

• 计算工具对比：

  工具	支持类型	精度控制	复杂计算
  $(( ))	整数	无	基础运算
  bc	浮点数	scale=N	支持三角函数、对数
  awk	浮点数	printf格式化	文本+计算混合处理

4. 最佳实践

1. 变量命名规范

   • 全大写命名环境变量：export API_KEY="12345"
   • 局部变量小写驼峰：local fileName="log.txt"

2. 数值运算安全

   # 除法防除零错误
   [[ $divisor -ne 0 ]] && result=$((dividend / divisor))
   

3. 脚本健壮性

   set -e    # 任何命令失败即终止
   set -u    # 使用未定义变量时报错
   trap 'cleanup' EXIT  # 捕获退出信号执行清理
   

综合案例：计算器脚本

#!/bin/bash
# 计算两个数的和/差/积/商
set -e

if [[ $# -ne 3 ]]; then
    echo "用法: $0 <数字1> <运算符(+|-|*|/)> <数字2>"
    exit 1
fi

case $2 in
    +) result=$(($1 + $3)) ;;
    -) result=$(($1 - $3)) ;;
    \*) result=$(($1 * $3)) ;;
    /) 
        if [[ $3 -eq 0 ]]; then
            echo "错误：除数不能为0"
            exit 1
        fi
        result=$(echo "scale=2; $1 / $3" | bc)
        ;;
    *) echo "无效运算符: $2"; exit 1 ;;
esac

echo "结果: $result"